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文档简介
1、实训一基本电工仪表的使用及测量误差的计算一、实训目的 1. 熟悉实训台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法。 2. 掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法。3. 熟悉电工仪表测量误差的计算方法。二、原理说明11. 为了准确地测量电路中实际的电压和电流,必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态。这就要求电压表的内阻为无穷大、电流表的内阻为零。而实际使用的指针式电工仪表都不能满足上述要求。因此,当测量仪表一旦接入电路,就会改变电路原有的工作状态,这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差。这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。只要测出仪表的内阻,即可计算出由其产生
2、的测量误差。以下介绍几种测量指针式仪表内阻的方法。2. 用“分流法”测量电流表的内阻如图1-1所示。A为被测内阻(RA)的直流电流表。测量时先断开开关S,调节电流源的输出电流I使A表指针满偏转。然后合上开关S,并保持I值不变,调节电阻箱RB的阻值,使电流表的指针指在1/2满偏转位置,此时有 可调电流源图 1-1 IAISI/2 RARBR1 R1为固定电阻器之值,RB可由电阻箱的刻度盘上读得。 3. 用分压法测量电压表的内阻。如图1-2所示。 V为被测内阻(RV)的电压表。测量时先将开关S闭合,调节直流稳压电源的输出电压,使电压表V的指针为满偏转。然后断开开关S,调节可调稳压源图 1-2RB使
3、电压表V的指示值减半。此时有:RVRBR1电压表的灵敏度为:SRV/U (/V) 。 式中U为电压表满偏时的电压值。 4. 仪表内阻引入的测量误差(通常称之为方法误 差,而仪表本身结构引起的误差称为仪表基本误差)的计算。(1)以图1-3所示电路为例,R1上的电压为 UR1现用一内阻为RV的电压表来测量UR1值,当RV与R1并联后,图 1-3,以此来替代上式中的R1,则得 。绝对误差为UUR1UR1若 R1R2RV,则得U -相对误差 U10010033.3% 由此可见,当电压表的内阻与被测电路的电阻相近时,测得值的误差是非常大的。(2)伏安法测量电阻的原理为:测出流过被测电阻RX的电流IR及其
4、两端的电压降UR,则其阻值RX=UR/IR。图1-4(a)、(b)为伏安法测量电阻的两种电路。设所用电压表和电流表的内阻分别为RV=20k,RA=100,电源U=20V,假定RX的实际值为R=10 k。现在来计算用此两电路图 1-4测量结果的误差。 (a) (b)电路(a): (k)。相对误差电路(b):, (k)。相对误差由此例,既可看出仪表内阻对测量结果的影响,也可看出采用正确的测量电路也可获得较满意的结果。三、实训设备序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源030V二路2可调恒流源0200mA13指针式万用表MF-47或其他1自备4可调电阻箱099991DDZ-125电阻器按需选择若
5、干四、实训内容1. 根据“分流法”原理测定指针式万用表(MF-47型或其他型号)直流电流0.5mA和5mA档量限的内阻。线路如图1-1所示。RB可选用DDZ-12中的电阻箱(下同)。被测电流表量限S断开时的表读数(mA)S闭合时的表读数(mA)RB()R1()计算内阻RA()0.5 mA5 mA2. 根据“分压法”原理按图1-2接线,测定指针式万用表直流电压2.5V和10V档量限的内阻。被测电压表量 限S闭合时表读数(V)S断开时表读数(V)RB(k)R1(k)计算内阻RV(k)S(/V)2.5V10V3. 用指针式万用表直流电压10V档量程测量图1-3电路中R1上的电压UR1之值,并计算测量
6、的绝对误差与相对误差。UR2R1R10V(k)计算值UR1(V)实测值UR1(V)绝对误差U相对误差(U/UR1)100%12V10k50k五、实训注意事项1. 实训台上配有实训所需的恒流源,在开启电源开关前,应将恒流源的输出粗调拨到2mA档,输出细调旋钮应调至最小。按通电源后,再根据需要缓慢调节。2. 当恒流源输出端接有负载时,如果需要将其粗调旋钮由低档位向高档位切换时,必须先将其细调旋钮调至最小。否则输出电流会突增,可能会损坏外接器件。 3. 实训前应认真阅读直流稳压电源的使用说明书,以便在实训中能正确使用。 4. 电压表应与被测电路并联使用,电流表应与被测电路串联使用,并且都要注意极性与量程的合理选择。5. 本实训仅测试指针式仪表的内阻。由于所选指针表的型号不同,本实训中所列的电流、电压量程及选用的RB、R1等均会不同。实训时请按选定的表型自行确定。六、思考题 1. 根据实训内容1和2,若已求出0.5mA档和2.5V档的内阻,可否直接计算得出5mA档和10V档的内阻?
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